电火花成形加工技术的发展概况(3)

电火花成形加工技术

《电加工与模具》2010年增刊综　述　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

需。此外,小型腔的高精度很大程度上是为了光,加

工表面的光不仅是为了脱模,而且为了省掉抛光,节省工时。在相当多的情况下也无法抛光,这只有通过高精度的平动,以十几档规准的“走刀”,才可能得到Ra0.1μm,甚至Ra0.06μm的表面粗糙度。

当前正进入模具行业添置高速铣的高潮,高速铣供应商中的一些人大量散发电火花成形加工被替代的信息。这明明是欺骗大多数用户没有用过高速铣,对它期望值过高。在国外这个过程在10年前就已经过去了,也没有人再谈论这些东西。事实是高速铣会替代一部分,也因为它在电极制造和型腔预铣上提供了很大的方便,使电火花成形加工功能更合理更有效,正因为高速铣和电火花成形加工之间工艺上的联结是如此的紧密,MAKINO将它们成功地捆绑销售,类似的还有AGIE2CHARMILLES米克朗。Sodick还自行开发了高速铣削中心5.(不包括中国)。微细方面发展,在超硬和高耐热材料加工领域内,为减少昂贵的刀具消耗,常规电火花成形加工还有一定市场。总之高速铣效率高,工艺相对简单,更适合加工凸模,而在型腔,尤其是深窄槽、微细型面、硬韧材料、无刀痕加工中效率就不太高,花销大,颇难接受。而清角、超硬合金的加工等等正是发挥电火花成形加工的优势所在。电火花成形加工最主要是相对效率低,工艺复杂。故趋势是用它的平动功能去除高速铣留下的刀痕和清角窄槽的加工,所以要求今天的电火花成形加工精度要高,微细加工能力强,如果余量留得很小(如单边0.05～0.1mm),效率就不太低,形状平整度都会很好。高速铣和电火花成形加工真正是互补极强的一对,两者结合的范例以手机模具最为典型,因为此模具为抢市场,交货期很紧,且质量很苛刻,通常会使用高速铣为主,但电火花成形加工也有10多个电极。即使最有名的三星公司,把电火花成形加工的应用一再压缩,至少也要用3个电极,其中还用上了混粉镜面加工工艺。

电火花成形加工最近在加工硬质合金型面上取得进展后,继续攻克高耐热的钛合金,这些材料又硬又粘,高速铣加工刀具消耗很大,采用窄脉宽高峰值电流的电火花成形加工据介绍电极损耗可以控制在25%以下,故AGIE公司中等规格的成形机所配脉冲电源的峰值电流都达到了104A(过去这不多

见),在工艺数据库里也配上了相应参数。

4　多轴联动数控电火花加工技术

数控电火花加工技术中的多轴联动加工方法在模具制造等领域具有非常重要的作用,特别是加工表面形状复杂的关键零部件时,更具有不可替代的作用。

整体叶轮是火箭发动机、飞机发动机以及航空机载设备的重要零件之一。整体叶轮工作在高温、高压、高转速条件下,多选用不锈钢、高温耐热合金和钛合金等难切削材料制造,由于材料难加工,再加上其为整体结构,带有复杂型面的叶片,使得它的制造非常困难,目前国外该形状的零木工聚晶金刚石木工用聚晶金刚石刀具电火花磨削加工时,由于其刀具几何结构的要求,需要配置多个分度轴和电极旋转轴实现不同角度的倾斜磨削加工和多刀齿磨削加工。由于木工刀具的转速一般都在每分钟几万转,所以对分度轴的要求非常高。

在机床上装备精密分度旋转轴C轴、A轴,配合其他3个直线轴可完成4轴四联动、5轴五联动的加工,还可完成6轴数控5轴联动的加工。图3所示的加工样件为空间曲线的汽车密封件成形模具示意图,它是用一个与端面形状相同的片状紫铜电极,通过X、Y、Z、U4轴的伺服联动完成的空间曲面内藏式的型腔加工,该形状的模具用机械加工方法是很难实现的。图4所示为5

轴五联动加工的圆

图3　4

轴四联动加工样件

图4　5轴五联动加工样件

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